
本發明涉及油氣層鉆井測試,尤其涉及一種聚焦式PACKER裝置。
背景技術:Packer是地層測試類儀器的專用術語,它是指坐封地層用的橡膠及探針,如圖2所示,現有的PACKER裝置只能提供一套流體通道,當下放到目的層,坐封完成后進行取樣,為了獲取較純凈的地層流體原樣,須將混有泥漿濾液的流體排盡。根據球形滲流理論,在抽吸過程中泥漿濾液(圖中淺色)會不斷與地層原液(圖中深色)混合,因而,在取樣過程中因濾液與樣品的不斷混合,為獲得相對純凈的流體,必須泵抽大量的時間濾液,以排除濾液的干擾;同時受濾液的影響,不可能取到完全純凈的流體。
技術實現要素:為了提高所取樣品純度,縮短取樣時間,本發明提出一種聚焦式PACKER裝置。為了解決上述技術問題,提供了如下技術方案:一種聚焦式PACKER裝置,包括聚焦式PACKER探頭、內層樣品管線和外層樣品管線,所述聚焦式PACKER探頭包括內探針吸口和外探針吸口,所述內探針吸口設置在PACKER探頭的中央,所述外探針吸口設置在PACKER探頭的邊緣;所述內探針吸口與所述內層樣品管線聯通,所述外探針吸口與所述外層樣品管線聯通。進一步地,所述聚焦式PACKER裝置還包括第一閥門、第二閥門和控制裝置;所述控制裝置,用于向第一閥門和/或第二閥門發送控制信號;所述第一閥門設置在所述外層樣品管線內,根據所述控制信號控制所述外層樣品管線與目的地層之間的斷開和聯通;所述第二閥門設置在所述內層樣品管線內,根據所述控制信號控制所述內層樣品管線與目的地層之間的斷開和聯通。進一步地,所述聚焦式PACKER裝置還包括第三閥門;所述控制裝置,還用于向第三閥門發送控制信號;所述第三閥門設置在所述內層樣品管線和所述外層樣品管線之間,根據所述控制信號控制所述內層樣品管線與所述外層樣品管線之間的斷開和聯通。進一步地,所述聚焦式PACKER裝置還包括液壓管線,液壓管線內充滿高壓液壓油;所述聚焦式PACKER探頭伸出液壓管線的側面外部。進一步地,所述聚焦式PACKER裝置還包括支撐臂,所述支撐臂設置在液壓管線的側面外部,并且所述支撐臂與聚焦式PACKER探頭分別設置在液壓管線相對的兩側,用于將聚焦式PACKER裝置坐封在目的地層與井壁之間。進一步地,所述聚焦式PACKER裝置還包括第四閥門,所述控制裝置,還用于向第四閥門發送控制信號;所述第四閥門設置液壓管線內,根據所述控制信號控制所述內聚焦式PACKER探頭的伸開和收回。進一步地,所述支撐臂為2個,聚焦式PACKER裝置還包括第五閥門,所述控制裝置,還用于向第五閥門發送控制信號;所述第五閥門設置液壓管線內,根據所述控制信號控制所述2個支撐臂的伸開和收回。進一步地,所述聚焦式PACKER裝置還包括第一壓力傳感器和第二壓力傳感器,所述第一壓力傳感器設置在所述外層樣品管線內,測量外層樣品管線的地層流體壓力;所述第二壓力傳感器設置在所述內層樣品管線內,測量內層樣品管線的地層流體壓力。進一步地,其特征在于:所述閥門包括1個機械閥和2個電磁閥;一個電磁閥根據控制信號打開所述機械閥,另一個控制信號關閉所述機械閥。進一步地,所述聚焦式PACKER裝置還包括蓄能器,所述蓄能器聚焦式PACKER裝置提供電能。本發明的聚焦式PACKER裝置提供兩套流體通道,一套用于抽取外層濾液,另一套抽取地層流體,形成聚焦效果,從而大幅度縮短取樣時間(縮短60%)及樣品純度,在低孔低滲作業方面有了質的飛躍。附圖說明圖1為本發明實施例的聚焦式PACKER裝置的結構示意圖;圖2為現有技術的PACKER裝置的工作示意圖;圖3為本發明實施例的聚焦式PACKER裝置的工作示意圖。具體實施方式為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚,下面將結合附圖及具體實施例對本發明作進一步的詳細描述。需要說明的是,在不沖突的情況下,本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互任意組合。如圖1所示,本發明實施例的聚焦式PACKER裝置包括聚焦式PACKER探頭、內層樣品管線和外層樣品管線,所述聚焦式PACKER探頭包括內探針吸口和外探針吸口,所述內探針吸口設置在PACKER探頭的中央,所述外探針吸口設置在PACKER探頭的邊緣;所述內探針吸口與所述內層樣品管線聯通,所述外探針吸口與所述外層樣品管線聯通。如圖2和背景技術所述,現有的PACKER裝置只有一套流體通道,在獲取地層流體原樣的過程中,泥漿濾液(圖中淺色)會不斷與地層原液(圖中深色)混合,如圖3所示,本發明實施例提供的PACKER裝置,利用提供了PACKER探頭和內、外層樣品管線提供了兩條流體通道,外探針吸口及外層樣品管線將泥漿濾液抽走,內探針吸口和內層樣品管線獲取地層原液,這樣就避免了泥漿濾液的干擾,可以有效的將泥漿濾液和地層原液分離,可以提高所取樣品純度,縮短取樣時間。所述聚焦式PACKER裝置還包括第一閥門、第二閥門和控制裝置;所述控制裝置,用于向第一閥門和/或第二閥門發送控制信號;所述第一閥門設置在所述外層樣品管線內,根據所述控制信號控制所述外層樣品管線與目的地層之間的斷開和聯通;所述第二閥門設置在所述內層樣品管線內,根據所述控制信號控制所述內層樣品管線與目的地層之間的斷開和聯通。所述聚焦式PACKER裝置還包括第三閥門;所述控制裝置,還用于向第三閥門發送控制信號;所述第三閥門設置在所述內層樣品管線和所述外層樣品管線之間,根據所述控制信號控制所述內層樣品管線與所述外層樣品管線之間的斷開和聯通。所述聚焦式PACKER裝置還包括液壓管線,液壓管線內充滿高壓液壓油;所述聚焦式PACKER探頭伸出液壓管線的側面外部。所述聚焦式PACKER裝置還包括支撐臂,所述支撐臂設置液壓管線的側面外部,并且所述支撐臂與聚焦式PACKER探頭分別設置在液壓管線相對的兩側,用于將聚焦式PACKER裝置坐封在目的地層與井壁之間。所述聚焦式PACKER裝置還包括第四閥門,所述控制裝置,還用于向第四閥門發送控制信號;所述第四閥門設置液壓管線內,根據所述控制信號控制所述內聚焦式PACKER探頭的伸開和收回。所述聚焦式PACKER裝置還包括第五閥門和第六閥門,所述控制裝置,還用于向第五閥門和/或第六閥門發送控制信號;所述第五閥門和第六閥門設置液壓管線內,分別根據所述控制信號控制所述支撐臂的伸開和收回。所述聚焦式PACKER裝置還包括第一壓力傳感器和第二壓力傳感器,所述第一壓力傳感器設置在所述外層樣品管線內,測量外層樣品管線的地層流體壓力;所述第二壓力傳感器設置在所述內層樣品管線內,測量內層樣品管線的地層流體壓力。如上所述的第一至第六閥門均包括1個機械閥和2個電磁閥;一個電磁閥根據控制信號打開所述機械閥,另一個控制信號關閉所述機械閥。所述聚焦式PACKER裝置還包括蓄能器,所述蓄能器聚焦式PACKER裝置提供電能。所述聚焦式PACKER裝置中聚焦式PACKER探頭包括內、外探針,提供兩套流體管道,通過不同的配置能滿足所有井徑的測試要求;利用液壓控制井下動作,包括聚焦式Packer探頭的伸開、收回、聚焦探針內外管道的通斷等;還采用精度非常高的石英壓力傳感器測試管道的壓力;控制裝置為聚焦式PACKER裝置的井下動作提供電路控制,同時能保證各個組成部分之間的組合和配合;液壓控制還可以將聚焦式Packer探頭縮回,以保證所述聚焦式PACKER裝置的井下安全,性能穩定可靠。實施例聚焦式PACKER裝置可以作為油氣層鉆井中途測試儀的核心裝置,它的主要功能如下:(1)提供內外兩條流體通道,為快速獲取純凈地層原狀流體提供可能;(2)精確測量地層流體壓力;(3)放松電纜,防止長時間作業造成的電纜吸附卡;(4)緊急泄壓,確保儀器井下作業安全;(5)適應于各類井眼。同時,該模塊還具有結構緊湊、性能穩定可靠等特點。結合圖1具體說明本發明實施例提供的聚焦式PACKER裝置的工作過程:聚焦式PACKER裝置由聚焦式PACKER探針、內探針吸口、外探針吸口、液壓管線、控制裝置及支撐臂,10個電磁閥SOL1、SOL2、SOL4、SOL5、SOL6、SOL7、SOL8、SOL9、SOL10、SOL11,5個機械閥CV1、CV2、CV3、CV4、CV5,2個高精度壓力傳感器QPG1、QPG2,2個壓力傳感器STRAIN1,STRAIN2,一組蓄能器組成。當所述聚焦式PACKER裝置下放到目的層后,啟動液壓動力系統,使液壓管線處于高壓狀態;打開電磁閥SOL1、SOL2將聚焦式PACKER探針及支撐臂打開,支撐井壁,所述聚焦式PACKER裝置完成坐封,與地層建立內外兩套通道。打開電磁閥SOL8,切斷內外層樣品管線。1)當只抽吸外層樣品時,打開電磁閥SOL7,此時外層樣品管線與地層連通;同時,打開電磁閥SOL10,切斷內層樣品管線與地層的連通;2)當只抽吸內層樣品時,打開電磁閥SOL6,此時外層樣品管線與地層斷開;同時,打開電磁閥SOL11,內層樣品管線與地層的連通;3)當需要內外層樣品管線同行工作時將電磁閥SOL7、SOL11同時打開;4)當不需要內外管線與地層連通時,將電磁閥SOL6、SOL10同時打開。該模塊還可以和其它類型的探針進行組合測試,如果暫時不需要聚焦式探針工作,可以打開電磁閥SOL9,SOL6、SOL10,這樣內外層樣品管線貫通,同時與地層隔離。2、精確測量地層流體壓力在內外層探針樣品管線上各安裝一個高精度石英壓力傳感器QPG1、QPG2,該傳感器不僅精度非常高(±0.02%FS),且具有溫度補償功能,能在短時間內精確測量地層流體壓力。3、放松電纜,防止長時間作業造成的電纜吸附卡;電纜式測井儀器依靠電纜將儀器懸掛于井內,因井壁不規則,電纜緊靠井壁,若電纜處于運動狀態,則電纜不易因受力嵌入井壁而出現粘卡現象;如果電纜長時間處于靜止狀態,電纜易因受力而嵌入井壁內,導致電纜被卡死,拉不動儀器的危險,尤其對地層測試器類儀器,因作業的需要往往須在某個位置停滯數小時,而因泥漿柱壓力大于地層壓力,二者之間的壓差亦會緊壓電纜,使電纜死死嵌在井壁內,更易發生儀器被卡在井內而無法取出的危險。為避免這一危險,所述聚焦式PACKER裝置中通過增加支撐臂、聚焦式PACKER探針與井壁的壓力,進而增大聚焦式PACKER裝置與井壁的靜摩擦力,依靠靜摩力將聚焦式PACKER裝置懸于井筒內,以擺脫電纜的依賴。這樣,在作業過程中,可以完全放松電纜,以防止其發生電纜吸附卡。4、緊急泄壓,確保儀器井下作業安全;在作業過程中,偶爾會出現因故障導致的聚焦Packer探針和支撐臂收不回去的情況;此時,因儀器死死支撐在井壁上,無法取出,如果沒有外部力量將聚焦Packer探針和支撐臂收回,則只能通過打撈的方式將儀器取出,這樣一方面浪費大量的人力物力,另一方面會損壞儀器。為避免這種現象,在該聚焦式PACKER裝置中設計了一組蓄能器,該蓄能器能將聚焦式Packer聚焦式PACKER裝置和支撐臂及時在沒有動力的前提下依然能將其收回,以避免上述危險。5、適應于各類井眼為適應井徑的需要,在該聚焦式PACKER裝置中具有伸開和收回功能的聚焦式Packer探針及支撐臂,以滿足現場各種井徑。實踐表明:采用聚焦式探針能縮短58%的濾液泵排時間,且能獲取100%純凈的地層流體。以上所述,僅為本發明的具體實施方式,但本發明的保護范圍并不局限于此,任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內,可輕易想到變化或替換,都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此,本發明的保護范圍應以權利要求所述的保護范圍為準。